回聲記憶

回聲記憶（英語：echoic memory）是聽覺資訊（聲音）的特定感覺記憶暫存器。人們在前一刻感知到的聲音感覺記憶即為回聲記憶的形式。

概述

總體而言，回聲記憶比圖像記憶 （視覺記憶）的儲存時間稍長，聽覺刺激須先由耳朵依序接收，才得以被處理和理解。舉例來說，廣播收聽與雜誌閱讀就非常不同，人們只能在給定時間內聽一次廣播，而雜誌卻可以反覆閱讀，在後續聲音聽完之前，聲音尚不會被處理（或是先保留），直到聽完之後，聲音才會被賦予意義。因此可以說，回聲記憶就像個「儲存槽」。 這種特殊的感覺儲存器能夠儲存大量在短時間內（3-4秒）保留的聽覺資訊。這種回聲會在大腦中產生共鳴，並在聽覺刺激呈現之後，短時間內重複播放。 回聲記憶僅適度地對刺激的原始特徵進行編碼，例如音高，也就指明了其位於非聯合區的位置。 與視覺記憶不同，視覺刺激可以用眼睛反覆掃描，但是聽覺刺激卻無法辦到。

在喬治·斯珀林發表了視覺感覺記憶儲存的部分報告研究後不久，研究人員開始研究聽覺領域的對應功能。「回聲記憶」一詞是由奈瑟（Ulric Neisser）於1967年創造的，是這種聲音資訊的簡短表徵。最初使用類似於斯珀林的部分報告範式進行研究，然而，現代神經心理學技術的發展，使得對回聲記憶儲存的容量、持續時間、位置的估計成為可能。以斯珀林的模型為類比，研究人員使用部分報告實驗和全部報告實驗，將其成果應用於聽覺感覺儲存。他們發現回聲儲存的持續時間可達4秒。然而，一旦現有的回聲之前被聽過，就會有不同的持續時間。谷特曼（Guttman）和朱立茲（Julesz）認為回聲可能持續約1秒或更少，而埃里克森（Eriksen）和強森（Johnson）則認為可以持續10秒。

早期工作

巴德利工作記憶模型由視覺空間寫生板和語音迴路組成，視覺空間速寫板與圖像記憶 （Iconic memory）有關，語音迴路以兩種方式處理聽覺資訊。第一個是音韻儲存，它能夠在資訊衰減之前保留3-4秒，比圖像記憶（小於1000毫秒）的持續時間還要長。第二個是默讀的排練過程，使用「內部聲音」來保持記憶痕跡。然而，這個模型並不能詳細描述最初的感覺輸入與隨後記憶過程之間的關係。

尼爾森·考恩(Nelson Cowan)提出短期記憶模型，試圖更詳細地描述口頭感覺記憶的輸入和儲存來解決這個問題。它表明前注意處理（pre-attentive）感覺儲存系統可以在很短的時間內容納大量精確的資訊，而該儲存系統是由200-400毫秒的初始階段輸入和次級階段組成，後者將資訊傳輸到更長期的記憶儲存中，然後整合至工作記憶中，而工作記憶在10-20秒後開始衰減。

測試方法

部分和整個報告

在斯珀林（1960）關於圖像記憶任務的程序之後，研究人員對測試聽覺感官儲存的相同現象很感興趣。迴聲記憶是透過行為任務來衡量的，其中要求參與者重複那些呈現給他們的一系列音調、單詞或音節，通常需要注意力和動機。最著名的部分報告任務是同時向左，右和雙耳呈現聽覺刺激。然後要求他們報告每個刺激的空間位置及類別名稱。結果表明，當一隻耳朵抑制另一隻耳朵的資訊時，空間位置比語義資訊更容易回憶。部分報告條件下的表現遠遠優於整個報告條件，這結果與圖像記憶任務的結果一致。此外，隨着刺激間隔（ISI）（刺激呈現到回憶之間的時間長度）增加，表現會下降。

聽覺後向識別掩蔽

聽覺後向識別掩蔽（ABRM）是聽覺研究最成功的任務之一。它向參與者呈現短暫的目標刺激，然後在ISI之後進行第二次刺激（掩蔽）。聽覺資訊在儲存器中可用的時間量由刺激間隔（ISI）的長度來控制。表現隨着ISI增加到250 ms而提高。該掩蔽不會影響從刺激中獲得的資訊量，但它會對進一步的處理造成干擾。

不匹配負向波(MMN)

不匹配負向波（MMN）任務是更客觀、獨立的任務，不需要受試者集中注意力就能測量聽覺感覺記憶，其透過使用腦電圖（EEG）記錄大腦激活的變化。這記錄了刺激後150-200ms大腦活動的聽覺事件相關電位（ERP）的元素。這種刺激是在一系列標準刺激中，所呈現的無人注意、不常見、「奇怪的」或異常的刺激，由此將異常刺激與記憶痕跡進行比較。

神經學基礎

聽覺感覺記憶被發現儲存在對應於耳朵的初級聽覺皮層中。 因為涉及的過程不同，回聲記憶儲存涉及幾個不同的大腦區域。所涉及的大部分大腦區域位於前額葉皮層 （PFC），因為這是執行控制並負責注意力控制所在的位置。 語音儲存和排練系統似乎是基於左半球的記憶系統，因為在這些區域觀察到大腦活動的增加。 涉及的主要區域是左後腹外側前額葉皮層 （ VLPFC ），左前運動皮層 （PMC）和左後頂葉皮層 （PPC）。在VLPFC內， 布若卡區是負責口頭排練和發音過程的主要場所。背部PMC用於節奏組織和排練，最後PPC顯示了在空間中定位物體的作用。

大腦皮層區域被認為與MMN反應所表現出的聽覺感覺記憶有關，但並沒有被明確定位。然而，結果顯示在顳上回 （STG）和顳下回 （ITG）中的比較活化。

問題

聽覺記憶缺陷的兒童已被證明患有發育性語言障礙。 這些問題難以評估，因為他們的表現可能是因為無法理解給定的任務，而不是他們的記憶問題。

使用MMN測試測量經歷中風後對背外側前額葉皮層和顳頂葉皮層的單側損傷的人。對於對照組，無論是否在右耳或左耳中呈現音調，右側半球的MMN振幅都是最大的。

當聽覺刺激呈現在大腦病變側的對側耳朵時，顳頂葉受損患者的MMN大大減少。這遵守聽覺感覺記憶理論，聽覺感覺記憶儲存在耳朵呈現的對側聽覺皮層中。 對聽力記憶衰減的中風患者的進一步研究表明，聽日常音樂或有聲讀物改善了他們的回聲記憶。也就是音樂在腦損傷後的神經康復中具有積極作用。